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基于路面位移激励的摩托车强度振动分析
| 论文题名： | 基于路面位移激励的摩托车强度振动分析 |
| 关键词： | 摩托车设计;车架结构;结构强度;CAE分析 |
| 摘要： | 摩托车作为助力交通工具代表之一，因其经济实用和方便快捷长久以来受到广大消费者的欢迎。而国内生产摩托车的厂商数量众多，如何设计研发出高性能富有竞争力的产品已经成为各个摩托车企业迫切需要解决的问题。车架及其组件是摩托车的重要组成部分直接影响着摩托车的整体性能。因此，如何研发出满足足够强度、振动等方面要求的结构就显得十分必要。以有限元为基础的CAE分析技术对于解决上述问题非常有效。但传统的摩托车CAE分析通常没有考虑结构中的非线性构件，精度受到限制；路面模拟网格数量大，耗时较长。因此，在传统分析的基础上，为提高摩托车建模的精度和计算速度提供一种可行的思路。 本研究主要内容包括：⑴通过路谱时域转化，采用谐波叠加法，运用MATLAB编程，获得建立实体路面所需的源数据；利用源数据，通过ANSA与MATLAB的联合使用，建立了所需的路面实体模型；建立了包含悬架、轮胎等非线性构件的摩托车整车模型；通过有限元模型的计算，发现目标车架满足强度要求。⑵通过对摩托车在不平路面上行驶时所受到的路面激励及其量化方法的探讨和研究，提出了采用路面垂向位移激励代替实体路面激励的分析方法；分析车架在路面位移激励下的强度情况，发现目标车架满足对应路面强度要求；通过路面实体激励和路面位移激励的对比，发现不论是应力云图、应力均值还是应力最大值，两种方法计算结果都非常类似，平均误差在5％以内，说明采用路面位移激励是一种既高效又准确的方法。⑶根据国标确定了仿真的三种工况；通过对曲柄连杆机构详细的运动学和动力学分析获得了发动机激励的确定方法，并且通过MATLAB编程获得了三种工况对应的发动机激励和路面激励；通过对每种工况下车架不同位置的振动分析发现，每一工况均属副脚蹬三向振动最差，因此副脚蹬振动有待改善；通过对同一车架位置不同工况的振动进行分析对比发现，振动性能最好的工况并非常用车速，而是低于常用车速的工况1，因此常用车速的振动性能亦有提升空间。⑷根据之前分析结果，结合模态分析和拓扑优化结果提出了结构修改方案：在副脚蹬支架处增加V形结构；同时增加发动机支架的厚度；通过对改进后的结构进行振动再分析，发现结构改进对整车振动性能都有不同程度的提高，尤其对副脚蹬处振动的改善作用比较明显；通过不同工况的对比分析发现，改进结构对于不同工况的效果不尽相同，其对常用车速振动性能的提升作用最大，分析造成这种影响差异的原因主要是影响振动的各种因素相互作用的结果。 |
| 作者： | 罗露 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡玉梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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